Электрогидравлический усилитель-преобразователь типа сопло-магнитожидкостная заслонка для систем управления в гидрофицированных приводах

Многие промышленные системы автоматического управления имеют в своей структуре элементы, принцип действия и устройство которых основаны на использовании основных законов гидравлики. На современном этапе развития технических средств автоматического управления наилучшими характеристиками обладают электрогидравлические сервомеханизмы, сочетающие электрические входные и гидравлические оконечные звенья. Эти элементы, входят" в схемы различных робототехнических комплексов, гибких автоматизированных производств, машин-автоматов, строительных и дорожных машин, судостроения, самолетостроения, железнодорожного транспорта и других [13, 14].

При построении высококачественных быстродействующих систем регулирования необходимы электрогидравлические усилители мощности. Это обусловлено тем, что электрогидравлические усилители по сравнению с другими усилителями мощности более надежны и, долговечны, просты в конструктивном исполнении, обладают быстротой реакции на входной сигнал, высоким коэффициентом усиления по мощности при малых габаритах. Изучение работ Т. М. Башты, В. В. Власова, Н. С. Гамынина, И. М. Крассова, В. А. Лещенко, B.C. Нагорного, Д. Н. Попова, И. Л. Повх, О. Н. Трифонова, В. А. Хохлова, Ю.И. Чуп-ракова и других исследователей электрогидравлических усилителей-преобразователей (ЭГУП) показало, что существует большое число схемных и конструктивных разновидностей гидравлических усилителей. Все они представляют собой дроссельные устройства. В технике наиболее часто применяются усилители трех классов: с золотником, с соплом и заслонкой, со струйной трубкой.

Большое распространение ЭГУП с соплом и заслонкой вызвано-тем, что они сохраняют качества гидравлических устройств (высокое быстродействие и силовые характеристики, надежность, гибкость), свободны от заедания и перекосов, свойственных золотниковым преобразователям, а также допускают совместное применение с ними современных электронных вычислительных устройств с программным управлением. Их достоинствами являются высокая чувствительность и большая надёжность в работе из-за отсутствия трущихся деталей и облитерационного залипания заслонки, малые вес и размеры, надежность в эксплуатации.

Однако такие дросселирующие устройства очень чувствительны к степени очистки рабочей жидкости, подвержены эрозии, зависят от облитерации в соплах из-за их малого диаметра [33]. Также на металлическую заслонку усилителя-преобразователя, управляемую электромеханическим преобразователем, действуют гидродинамические силы, образующиеся за счет статического и гидродинамического напоров струи жидкости, вытекающей из сопел, из-за чего в переменном дросселе возникают зоны разрежения и застоя жидкости, что приводит к ухудшению работы всего устройства и возникновению высокочастотных колебаний в системе, где применяется^дроссель сопло-заслонкас

Большинство попыток устранения данных недостатков связано с конструктивной оптимизацией существующих элементов — выполнении углублений и проточек различных форм в заслонке. Однако, так как в различных режимах управления скорость в соплах различна, то и режим стабилизации струи должен осуществляться различными геометрическими размерами проточек— что невозможно осуществить при конкретном конструктивном исполнении. Недостатком данного варианта решения проблемы является и то, что размеры проточек должны меняться в зависимости от степени загрязнения рабочей жидкости.

Для повышения эффективности работы ЭГУП используются и такие способы, как улучшение технологии изготовления рабочих органов преобразователей для получения высокой точности их размеровповышение герметизации подвижных и неподвижных соединений устройств, ведется контроль за изменением температур рабочей жидкости и окружающей среды, проводится очистка рабочей жидкости [66, 67].

Таким образом, существует проблема создания качественно нового устройства, позволяющего улучшить свойства современных систем автоматики без существенного улучшения эксплуатационных показателей (степень очистки рабочих жидкостей, температурной стабилизации). Требуется больше уделять внимания возможности создания новых конструктивных решений электрогидроусилителей, позволяющих упростить их конструкцию, уменьшить материалоемкость, улучшить их статические и динамические характеристики, улучшить работу гидроприводов, в которых используются усилители-преобразователи, в целом, повысить надежность работы устройств и производительность труда, а также в полной мере использовать широкие возможности автоматизированного гидрофицированного оборудования.

Существует необходимость проведения исследований в области гидравлической усилительной техники с целью выявления возможностей использования различных физических явлений, новых устройств и новых материалов, используемых в них в качестве основы вновь создаваемых ЭГУП.

Одним из возможных путей создания ЭГУП нового поколения, лишенных указанных выше недостатков, является использование в управляемых дросселирующих устройствах магнитных жидкостей (МЖ) и методов управления г ими. Ряд аналогичных исследований был выполнен на кафедре «Управление и информатика в технических системах» Балаковского института техники, технологии и управления Саратовского государственного технического университета [29, 39]. Теоретические и экспериментальные работы по реализации конструктивных решений ЭГУП создали предпосылки для создания ЭГУП, принцип действия которого основан на использовании дросселирования потока рабочей жидкости посредством применения переменных дросселей, состоящих из двух соосно расположенных и встречно направленных сопел и упругой оболочки, заполненной магнитной жидкостью.

Целью данной диссертационной работы является разработка и исследование электрогидравлического усилителя-преобразователя типа сопло-магнитожидкостная заслонка, обеспечивающего качественные показатели систем управления гидрофицированным оборудованием с сохранением эксплуатационных показателей.

Для достижения поставленной цели сформулированы задачи:

1. Обосновать физические принципы преобразования электрического сигнала в перемещение исполнительного механизма гидравлического усилителя-преобразователя с использованием для дросселирования-потока рабочей жидкости магнитной жидкости, заключенной в упругую оболочку.

2. Обосновать магнитожидкостный способ дросселированияпотока рабочей жидкости в гидравлическом-усилителе-преобразователе.

3. Разработать техническое решение синтеза неоднородного электромагнитного поля в переменном дросселе сопло-магнитожидкостная заслонка.

4. Разработать математическую модель электрогидравлического усилителя-преобразователя типа сопло-магнитожидкостная заслонка.

5. Провести экспериментальные исследования статической и динамической характеристик электрогидравлического усилителя-преобразователя типа сопло-магнитожидкостная заслонка (ЭГУП МЖЗ).

6. Обосновать вопросы практического использования разработанного электрогидравлического усилителя-преобразователя типа сопло-магнитожидкостная заслонка в системах управления гидрофицированным технологическим оборудованием.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработан метод дросселирования потока рабочей жидкости, отличающийся использованием магнитной жидкости, заключенной в упругую оболочку, позволяющий стабилизировать действие гидродинамических сил на управляемый элемент переменного дросселя — заслонку при различной степени загрязнения рабочей жидкости в системе автоматического управления^ гидрофицированным технологическим оборудованием.

2. Разработаны методика и алгоритм расчета деформации’магнитожидко-стной заслонки как сферической оболочки, закрепленной по плоскому контуру, под действием, внешнего тягового1 усилия, отличающийся тем, что в расчете учитывается усилие, обусловленное действием магнитной жидкости, которой заполнена сферическая оболочка.

3. Получена математическая модель электрогидравлического усилителяпреобразователя типа сопло-магнитожидкостная заслонка, учитывающая взаимосвязь неоднородного электромагнитного поля с магнитной жидкостью, заключенной в упругую оболочку, и гидравлическим сопротивлением переменного дросселя.

4. Идентифицирована регрессионная модель усилителя-преобразователя типа сопло-магнитожидкостная заслонка, связывающая коэффициент преобразования устройства с давлением управления1, диаметром сопла и расстоянием между соплом и заслонкой, на основании которой получены оптимальные конструктивные и технологические параметры.устройства.

В результате проведенной работы доказана возможность использования упругой оболочки, заполненной магнитной жидкостью, в качестве элемента переменного дросселя для регулированияпотока рабочей жидкости в первом каскаде усиления электрогидроусилителя-преобразователя и управления перемещением золотникового распределителя во втором силовом-, каскаде устройства, а разработанного электрогидравлического усилителя7преобразователя типа сопло-магнитожидкостная заслонка для автоматизации систем управления гид-рофицированного оборудования в различных отраслях промышленности.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

1. Разработанная конструкция электрогидравлического усилителя-преобразователя с переменным дросселем типа сопло-магнитожидкостная заслонка позволит стабилизировать действие* гидродинамических сил на управляемый элемент дросселя — заслонку при различной степени загрязнения рабочей жидкости.

2. Методика расчета воздействия магнитного поля на магнитную жидкость, заключенную в упругую оболочку, рекомендуется при-создании новых гидравлических устройств с различной < геометрией проточных линий для* систем управления^гидрофицированным технологическим оборудованием.

3. Разработанный электрогидроусилитель-преобразователь типа сопло-магнитожидкостная4 заслонка рекомендован к внедрению в гидроприводе плоскошлифовального станка с прямоугольным столом модели ЗД722 на предприятии ОАО «Балаковорезинотехника», в электрогидравлическом регуляторе то-пливоподачи двигателя автомобиля КамАЗ на предприятии ООО «Август», в гидроприводе выправочно-рихтовочно-подбивочной машины в ООО «Российские железные дороги», в учебном процессе Балаковского института бизнеса и управления, что подтверждают акты о внедрении результатов научно-исследовательских работ.

Научные и практические результаты работы использованы в плановых госбюджетных НИР, выполненных на кафедре «Управление и информатика в. технических системах» Балаковского института техники, технологии и управления СГТУ в 2002 — 2007 гг., в НИР СГТУ — 169 по заданию Министерства на проведение научных исследований в 2007 г., а также по гранту Минпромнауки России № НШ-2064.2003.8.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях различного уровня:

— VII, VIII Международных конференциях «Современные проблемы электрофизики и электрогидродинамики жидкостей» (г. Санкт-Петербург, 2003,2006 гг.);

— VIII, IX Международных научно-практических конференциях «Системный анализ в проектировании и управлении» (г. Санкт-Петербург, 2004, 2005 гг.);

— Юбилейной Международной научно-практической конференции «Теория и практика имитационного моделирования и создания тренажеров» (г. Пенза, 2004 г.);

— VII Международной научно-технической конференции «Динамика технологических систем» (г. Саратов, 2004 г.);

— VIII Всероссийской научно-практической конференции «Современные технологии в машиностроении» (г. Пенза, 2004 г.);

— 6, 7, 8 Российских научных конференциях «Векторная энергетика в технических, биологических и социальных системах» (г. Саратов, 2003 г.);

— научных семинарах кафедры «Управление и информатика в технических системах» БИТТУ при СГТУ в 2003 — 2006 гг.

По результатам проведенных исследований опубликовано 27 печатных работ, в том числе две в центральной печати: журнал «Вестник Саратовского государственного технического университета» (г. Саратов, № 1 (23) Вып. З, 2007 г.), журнал «Научно-технические ведомости СПбТГУ» (г. Санкт-Петербург, № 2, 2007 г.). Получено положительное решение ФИПС от 27.09.2007 г. о"выдаче патента по заявке № 2 006 112 840/06(13 960).

Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы из 134 наименований, 7 приложений. Содержит 141 страницу основного текста, включая 41 рисунок, 8 таблиц.

В первой проведен обзор научно-технической литературы по теме диссертации, обозначены проблемы, присущие электрогидравлическим усилителям-преобразователям, применяемым в системах управления гидрофицирован-ным технологическим, оборудованием. Разработана классификация электрогидравлических усилителей-преобразователей типа сопло-заслонка и устройств управления ими — электромеханических преобразователей. Проанализированы

I, различные конструкции переменного дросселя сопло-заслонка и сформулированы задачи исследования.

Во второй главе приведены теоретические исследования и рассмотрены физические основы электрогидравлического усилителя-преобразователя типа сопло-магнитожидкостная заслонка. Описан механизм воздействия магнитного поляка магнитную жидкость, заключающийся в перемещении объема магнитной жидкости в область более сильного поля. В главе проведены теоретические исследования статической и динамической характеристик электрогидравлического усилителя-преобразователя типа сопло-магнитожидкостная-заслонка.

В* третьей главе приведены, результаты экспериментальных исследований электрогидравлического усилителя-преобразователя типа сопло-магнитожидкостная заслонка с целью определения его статических и динамических характеристик.

В четвертой главе рассмотрены варианты практического использования электрогидроусилителя-преобразователя типа сопло-магнитожидкостная заслонка как элемента систем автоматизации гидрофицированного технологического оборудования.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Метод дросселирования потока рабочей жидкости — отличается использованием магнитной жидкости, заключенной в упругую оболочку и позволяет стабилизировать действие гидродинамических сил на заслонку при различной степени загрязнения рабочей жидкости в системе автоматического управления гидрофицированным технологическим оборудованием.

2. Методика расчета деформации магнитожидкостной заслонки каксферической оболочки,. закрепленной по плоскому контуру, под действием внешнего тягового усилия учитывает усилие, обусловленное действием магнитной жидкости, которой заполнена сферическая оболочка.

3. Математическая модель электрогидравлического усилителя-преобразователя типа сопло-магнитожидкостная заслонка учитывает взаимосвязь неоднородного электромагнитного поля с магнитной жидкостью, заключенной в упругую оболочку, и гидравлическим сопротивлением переменного дросселя и позволяет рассчитывать выходной расход устройства в зависимости от значений входных гидравлических и электрических параметров.

4. Результаты экспериментальных исследований электрогидравлического усилителя-преобразователя типа сопло-магнитожидкостная заслонка подтверждают достоверность теоретических исследований.

5. Электрогидравлический усилитель-преобразователь типа сопло-магнитожидкостная заслонка рекомендован к внедрению в системах управления гидрофицированным технологическим оборудованием.

3.3. Выводы

1. Разработан гидростенд, позволяющий провести широкие экспериментальные исследования электрогидравлического усилителя-преобразователя с выявлением статических и динамических характеристик в условиях, приближенных к работе в контурах станочных гидроприводов. В соответствии с рекомендациями, следующими из теоретического рассмотрения вопроса, разработана конструкция ЭГУП МЖЗ.

2. Получены экспериментальные статические характеристики ЭГУП МЖЗ для сухой и мокрой камер. Совпадение статических экспериментальных и теоретических характеристик является удовлетворительным. Максимальное расхождение в рабочем диапазоне расходов не превышает 12%.

3. Получена экспериментальная динамическая характеристика ЭГУП МЖЗ. Расхождение динамической экспериментальной и теоретической характеристик не превышает 12%, что является удовлетворительным. При включении ЭГУП МЖЗ в гидропривод, он может быть принят апериодическим звеном второго порядка с постоянной времени Т1 = 1,18 с.

4. Идентифицированная регрессионная модель усилителя-преобразователя показывает, что коэффициент преобразования находится в прямой зависимости от давления питания и в обратной зависимости от диаметра сопел и расстояния между соплом и заслонкой.

5. Экспериментальные характеристики подтверждают правильность описанных во второй главе процессов, протекающих при преобразовании электрической энергии в гидравлическую, и определяют оптимальные конструктивные параметры усилителя-преобразователя.

4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОГИДРОУСИЛИТЕЛЯ-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ТИПА СОПЛО-МАГНИТОЖИДКОСТНАЯ ЗАСЛОНКА В ГИДРОФИЦИРОВАННОМ ОБОРУДОВАНИИ

4.1. Система автоматического управления в гидроприводе станка

Одним из примеров использования разработанного ЭГУП МЖЗ является применение его в гидроприводе [91, 99, — 129, 130, 132] обрабатывающего плоскошлифовального станка с прямоугольным столом модели ЗД722.

Шлифовальные станки применяют для. снижения шероховатостей обрабатываемых деталей и получения точных размеров. Обычно на шлифование детали подают после предварительной черновой обработки и термических операцийшлифование может быть и единственным методом обработки. Основной инструмент станка — шлифовальный круг, который может иметь самую разнообразную форму.

Гидропривод плоскошлифовального станка модели ЗД722 с прямоугольным столом показан нафис. 4.1. Главное движение в станке — вращение шлифовального кругапродольная подача — прямолинейное возвратно-поступательное движение стола с заготовкой. Поперечная и вертикальная подачи сообщаются шлифовальной бабке с шлифовальным кругом.

Шлифовальный круг крепится на конце шпинделя шлифовальной бабки. Обрабатываемую деталь устанавливают на столе станка. В процессе работы стол получает прямолинейное возвратно-поступательное движение, а шлифовальный круг — вращательное. Если ширина обрабатываемой детали больше ширины кругам то шлифовальной* бабке сообщается периодическая, поперечная подача после каждого одинарного или двойного хода стола. Шпиндельной бабке с кругом сообщается также вертикальная подача для-снятия необходимого припуска.

Электрогидроусилитель-преобразователь типа сопло-магнитожидкостная заслонка применяется в станке в качестве элементов управления положением шлифовальной бабки РБ и положением шлифовального стола РС (рис. 4.1), что позволяет более точно регулировать положение шлифуемой детали и шлифовального круга. Это достигается введением системы автоматического управле

Н — регулируемый пластинчатый насос 2Г12−55AMцилиндры: ЦС — привода стола, ЦБ — шлифовальной бабки, ЦВП — механизма вертикальной подачи, ЦРблокировки ручного перемещенияраспределители: PC — управления столом, РО — управление остановкой стола, РБ — управление шлифовальной бабкой, РД" — дозирующий, PI — Р5 — типа ВЕ6- ДР1 — ДРЗ — дроссели с дистанционным электроуправлениемДР4 — дроссельДМ — демпферKOI — обратный клапанЗМ — переключатель манометраФ1, Ф2 — фильтры ния коррекции, в состав которой входит ЭГУП МЖЗ, управляющий микропроцессор (МП), гидроэлектрический преобразователь расхода (ГЭПР), гидроэлектрический преобразователь плотности (ГЭПП) (рис. 4.2). и, В и, В о. м3/с

Рис. 4.2. Функциональная схема САУ гидроприводом станка модели 3 Д722

В данной схеме имеют место две обратные связи, исключающие температурную нестабильность САУ, вызванную как внешними условиями, так и разогревом элементов гидропривода при длительной работе.

Данная система работает следующим образом. Если по каким-либо причинам плотность рабочей жидкости начинает уменьшаться (например, с ростом температуры, что характерно для длительной работы гидропривода в цик-. лических режимах или усложненной-программе обработки, требующей частой' смены инструмента), что фиксируется гидроэлектрическим преобразователем плотности, на вход микропроцессора по каналу коррекции по плотности поступит сигнал, приводящий к запуску корректирующей программы микропроцессора, что приведет к уменьшению управляющего напряжения на входе ЭГУП. Выходной расход через соответствующий канал золотникового распределителя ЭГУП МЖЗ уменьшится и это компенсирует по величине расхода и средней скорости через исполнительный орган станка уменьшение плотности.

Аналогично работает и канал коррекции по расходу. Если по каким либо причинам возрастает объемный расход, что фиксируется гидроэлектрическим преобразователем расхода, на вход микропроцессора по каналу коррекции по расходу поступит сигнал. Этот канал коррекции изменит выходное напряжение микропроцессорачто будет означать, что управляющее напряжение на обмотку управления ЭГУП МЖЗ уменьшится. Выходной расход через ЭГУП МЖЗ уменьшится, и это компенсирует по величине расхода и средней скорости через исполнительный орган станка увеличение расхода, вызванное дестабилизирующими факторами.

Достоинствами применения электрогидравлического усилителя-преобразователя типа сопло-магнитожидкостная заслонка в гидроприводе станка является точность регулирования положения исполнительного гидроцилиндра, плавность характеристик за счет отсутствия облитерации, исключения отрывного и безотрывного течений в дросселе сопло-магнитожидкостная заслонка, отсутствие высокочастотных колебаний в системе.

4.2. Система автоматического управления топливоподачей двигателя автомобиля КамАЗ

Для оснащения электронным регулятором топливоподачи дизельного двигателя автомобиля КамАЗ [77] может быть использован электрогидравлический регулятор, включающий в себя ЭГУП МЖЗ, воздействующий на рейки топливного насоса высокого давления (рис. 4.3). При этом изменения конструкции топливного насоса высокого давления (ТНВД) при модернизации незначительны.

Каждая секция топливного насоса обеспечивает работу одного из цилиндров дизельногсндвигателя, поэтому число, секций топливного насоса опре1 деляется числом его цилиндров. В нижней части корпуса 1 насоса на двух шарикоподшипниках 20, уплотненных самоподжимными сальниками, установлен кулачковый вал 12 с шестерней 11. На кулачковом валу имеются профилированные кулачки 19 для каждой насосной секции и эксцентрик 14 для приведения в движение насоса низкого давления, который крепится к прива-лочной плоскости 13 насоса высокого давления.

Насосные секции установлены в верхней части «корпуса и крепятся винтами. Основной частью каждой, насосной секции является плунжерная пара, состоящая из плунжера 6 и гильзы.

При вращении кулачкового вала 12 насоса выступ кулачка 19 набегает на роликовый толкатель 18, который через болт воздействует на плунжер 6 и-перемещает его вверх. Когда" выступ кулачка выходит из-под ролика толкателя, пружина, упирающаяся в тарелки 28, возвращает плунжер в первоначальное положение. Рейка 3 входит в зацепление с зубчатым венцом 4 поворотной втулки 16, надетой на гильзу, а в вертикальные пазы нижней части втулки входят выступы 17 плунжера.

Рис. 4.3. Топливный насос высокого давления:

1 — корпус- 2 — винт ограничения мощности- 3 — рейка- 4 — зацепление с зубчатым венцом- 5 — перепускной клапан- 6 — плунжер- 7 — штуцер- 8 — пробка- 9 — корпус- 10 — тяга регулятора частоты вращения коленчатого вала- 11 — шестерня- 12 — кулачковый вал- 13 — привалочная плоскость насоса высокого давления- 14 — эксцентрик- 15 — ролики- 16 — втулка- 17 — выступ плунжера- 18 — роликовый толкатель- 19 — выступ кулачка- 20 — радиально-упорные шарикоподшипники- 21 — опорные пальцы- 22 — пружина- 23 — ведущая полумуфта- 24 — крышка- 25 — центробежные грузы- 26 — ведомая полумуфта- 27 — ось.

При перемещении рейки 3 вдоль ее оси втулка 16 поворачивается на гильзе и, действуя на выступы 17 плунжера, поворачивает его, в результате чего изменяется количество топлива, подаваемого к форсункам. Ход рейки ограничивается стопорным винтом, входящим в ее продольный паз. Задний конец рейки соединен с тягой 10 регулятора частоты вращения коленчатого вала, ус тановленного в корпусе 9.

ЭГУП МЖЗ приводит в движение гидравлический поршень, шток которого связан с рейками 3 топливного насоса высокого давления и с возвратной пружиной. Обратную связь обеспечивают датчик положения (ДП) рейки топливного насоса высокого давления и датчик частоты вращения (ДЧВ) коленчатого вала (КВ). Микропроцессор вычисляет разницу между заранее заданным значением напряжения и измеренным датчиками и выдаёт электрический сигнал рассогласования. Структурная схема управления рейками топливного насоса высокого давления представлена на рис. 4.4.

Питание усилителя возможно обеспечить несколькими способами: автономным питанием от шестерёнчатого насоса, тогда в виде рабочей жидкости в системе будет применяться масло АМГ-10- питанием от шестерёнчатого насоса, который запитывается от насоса низкого давления топливного насоса высокого давления, в этом случае рабочей жидкостью будет являться дизельное топливо.

Рис. 4.4 Функциональная схема системы автоматического управления рейками ТНВД двигателя КамАЗ

Достоинствами такой системы является улучшение топливной экономичности, повышение ресурса двигателя, снижение дымности и токсичности отработавших газов, гибкость связи электронного регулятора двигателя с другими бортовыми автоматическими системами управления автомобиля, улучшение труда водителей.

4.3. Система автоматического управления гидроприводом выправочно-подбивочно-рихтовочной машины

ЭГУП МЖЗ может применяться для управления подъемно-рихтовочным устройством в железнодорожной машине типа ВПР (выправочно-подбивочно-рихтовочная машина), предназначенной для выправки пути при строительстве, всех видах ремонта и текущем содержании железнодорожного пути.

Подъемно-рихтовочное устройство, гидравлическая система которого приведена на рис. 4.5, обеспечивает смещение рельсошпальной решетки в продольном профиле и по уровню на величину, пропорциональную величине электрического сигнала, поступающего от системы управления рихтовки. При работе системы сигнал на подъемку пути подаётся датчиком в зависимости от величины отклонения пути в месте выправки от измерительной базы, положение которой определяется двумя точками: задней, находящейся на выправленном участке пути, и передней, находящейся перед выправочно-подбивочно-рихтовочной машиной. ц1 Ц2

Рис. 4.5. Гидравлическая система подъемно-рихтовочного устройства: Ф1, Ф2 — фильтрыН — насосКО — обратный клапанЦ — гидроцилиндры

Структурная схема системы автоматического управления гидроприводом подъемно-рихтовочного устройства аналогична системе, описанной в пункте 4.1. Аналогичны и достоинства применения усилителя-преобразователя типа сопло-магнитожидкостная заслонка в гидроприводе данного устройства.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Представленная работа посвящена разработке и исследованию электрогидравлического усилителя-преобразователя типа сопло-магнитожидкостная заслонка, обеспечивающего качественные показатели систем, управления гид-рофицированным оборудованием с сохранением эксплуатационных показателей.

По результатам работы можно сделать следующие выводы:

1. Из анализа существующих конструкций электрогидравлических усилителей-преобразователей* установлено, что перспективной^ является разработка электрогидравлического усилителя-преобразователя для систем управления гидрофицированными приводами с использованием управляющего переменного дросселя1 с соплом и заслонкой, принцип действия*которого основан на. дросселировании потока рабочей жидкости путем перемещения магнитной жидкости, заключенной в упругую оболочку.

2. Проведенный анализ изменения коэффициентов гидравлического сопротивления при изменении геометрических параметров элементов проточной части электрогидроусилителя-преобразователя позволил определить необходимые геометрические соотношения между диаметром проточной части усилителя, диаметром постоянного дросселя и диаметром сопла для минимально энергетически избыточного управления перемещением заслонки.

3. Разработанная математическая модель электрогидроусилителя-преобразователя типа сопло-магнитожидкостная заслонка установила связь между параметрами неоднородного электромагнитного поля и деформацией магнитожидкостной заслонки, а такжегидравлическим сопротивлением переменного дросселяпозволила, оценить расход на выходе устройства, зависящий от тока, подаваемого на его вход, получить динамическую характеристику электрогидроусилителя-преобразователя.

4. Проведенные экспериментальные исследования показали, что коэффициент усиления по мощности электрогидравлического усилителя-преобразователя изменяется в зависимости от входных и внутренних параметров до 1,69. Постоянные времени апериодического звена второго порядка составляют Т! = 0,18 с, Т2 = 0,0098с. Идентифицированная регрессионная модель усилителя-преобразователя связывает коэффициент преобразования устройства с давлением управления, диаметром сопла и расстоянием между соплом и заслонкой и позволяет определить его оптимальные конструктивные и технологические параметры.

5. Разработанный электрогидроусилитель-преобразователь типа, сопло-магнитожидкостная заслонка имеет плавность характеристик за счет отсутствия облитерации, исключения отрывного и безотрывного течений в дросселе сопло-магнитожидкостная заслонка, которые могли бы привести к возникновению высокочастотных колебаний в системах. В связи с этим, предложены системы на базе ЭГУП МЖЗ для автоматизации регулирования расхода технологических жидкостей гидрофицированного технологического, оборудования и станочных гидроприводов. 1 * } ,

6. Разработанный электрогидроусилитель-преобразователь типа сопло-магнитожидкостная заслонка рекомендован к внедрению в гидроприводе плоскошлифовального станка с прямоугольным столом модели ЗД722 на предприятии ОАО «Балаковорезинотехника», в электрогидравлическом регуляторе то-пливоподачи двигателя автомобиля КамАЗ на предприятии ООО «Август», в гидроприводе выправочно-рихтовочно-подбивочной машины в ООО «Российские железные дороги», в учебном процессе Балаковского института бизнеса и управления, что подтверждают акты о внедрении результатов научно-исследовательских работ.